Latar Belakang
Kehidupan manusia tidak lepas dari kebutuhan akan  teknologi. Perkembangan industri, yang awalnya berbasis batubara dan sumber daya tak terbarukan lainnya, kini semakin terkuras seiring berjalannya waktu. Penggunaan energi tak terbarukan juga memberikan dampak negatif terhadap lingkungan, seperti pemanasan global yang  semakin parah. Pada abad ke-21, pengembangan sistem pemanenan energi terbarukan merupakan tantangan desain teknologi yang paling penting akibat meningkatnya pemanasan global dan masalah lingkungan lainnya.
Untuk menghadapi permasalahan yang semakin serius tersebut, Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) pada tahun 2015 mengeluarkan pedoman yang disebut Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs). SDGs mencakup 17 tujuan dari berbagai aspek, mulai dari pendidikan, ekonomi, kesehatan, kemiskinan hingga energi terbarukan. Ketujuh belas sasaran ini diharapkan dapat tercapai pada tahun 2030. Sasaran 7 mencakup target terkait energi bersih dan terjangkau. Hal ini bertujuan untuk menghasilkan energi yang efisien, berkelanjutan dan terbarukan. Oleh karena itu, masyarakat harus berinovasi untuk menemukan sumber energi terbarukan.
Pemanenan energi merupakan cara  paling efektif untuk mengatasi kekurangan energi, berbagai permasalahan lingkungan dan menciptakan sumber energi ramah lingkungan. Teknologi pemanenan energi mengekstraksi energi listrik dari energi sekitar. Ada sejumlah sumber energi sekitar yang dapat dimanfaatkan, antara lain limbah panas, getaran, kebisingan akustik, gelombang elektromagnetik, angin, air  mengalir, pergerakan manusia, dan energi matahari. Pemanen energi berbasis getaran telah menarik perhatian dalam beberapa tahun terakhir. Mekanisme transmisi dasar dapat digunakan untuk mengubah getaran menjadi listrik. Karena  kebutuhan daya elektronik dari komponen kecil untuk memberi daya pada perangkat elektronik yang menggunakan energi getaran yang tersedia berkurang
Piezoelektrik merupakan suatu zat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya. Fenomena ini ditemukan oleh Curie bersaudara pada tahun 1880, ketika mereka menemukan bahwa listrik dapat dihasilkan dari kristal tertentu di bawah tekanan. Listrik dihasilkan dari interaksi elektromagnetik linier antara bagian mekanik dan listrik  kristal. Di bawah tekanan, piezoelektrik akan mengalami polarisasi dan menghasilkan listrik.
Ban yang merupakan bagian kendaraan yang berguna untuk berkendara, dapat dimanfaatkan sebagai alat utama pembangkit getaran  jalan hingga piezoelektrik untuk menghasilkan energi listrik. Pada penelitian terbaru tahun 2020, dilakukan penelitian terhadap alat piezoelektrik pada sepeda motor yang mampu menghasilkan  daya sebesar 89,8627 Wh dalam waktu 1 jam saat kendaraan melaju dengan kecepatan 80 km/jam. Hal ini menunjukkan potensi piezoelektrik sebagai sumber tenaga pada motor listrik. Oleh karena itu, dalam artikel ini, penulis berharap dapat mengeksplorasi dan menerapkan aplikasi piezoelektrik di masa depan.
Â
Pembahasan
Sebelum membahas penerapan piezoelektrik pada sepeda motor, diperlukan pemahaman dasar tentang mekanisme piezoelektrik pembangkit listrik. Energi listrik dapat dihasilkan dari piezoelektrik, suatu bahan berbasis kristal yang mampu menghasilkan energi listrik ketika terkena tekanan mekanis seperti getaran. Bahan  dasar yang dapat digunakan antara lain: kristal mirip kuarsa; keramik seperti timbal zirkonat titanat (PZT), barium titanat dan timbal titanat; bahan biologis seperti tulang, DNA dan berbagai protein; Polimer seperti polivinilidena fluorida (PVDF).
Bahan-bahan ini dapat menghasilkan arus listrik ketika terkena tekanan mekanis, dan proses piezoelektrik bersifat reversibel, artinya jika arus  dialirkan ke bahan tersebut, bahan tersebut akan sedikit berubah bentuk. Efek piezoelektrik juga diamati pada bahan non-feroelektrik seperti galium nitrida dan seng oksida. Secara keseluruhan, bahan piezoelektrik memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang, termasuk sensor, aktuator, dan perangkat pemanen energi.
Artikel ini merupakan bagian dari Lestari KG Media, sebuah inisiatif untuk akselerasi Tujuan Pembangunan Berkelanjutan. Selengkapnya
